(57)【要約】      （修正有）【課題】  軽量化を高度に図ると同時に、アウトボード側のシールの断面高さを確保し、簡易な構成で優れた密封性能を有する車輪用軸受装置を提供する。【解決手段】  車輪用軸受装置は、アウトボード側端の外周に車輪取付用のフランジ１２を有するハブ輪４と、ハブ輪４のインボード側端に嵌合した内輪５とでなる内方部材２を備える。フランジ１２は、外周の円周方向複数箇所に切欠状凹み部１８を有する。切欠状凹み部１８は、フランジ１２に設けられた複数のボルト孔１４の配列のピッチ円よりも内径側まで凹むものとする。外方部材１のアウトボード側の端部１ｃは、内方部材２の軌道面２ａのアウトボード側縁２ａａよりもインボード側に位置する形状とする。外方部材１のアウトボード側端の外周に嵌合させた環状のシール芯金８と、このシール芯金８に固着されて内方部材２に摺接するゴム状の弾性体９とで構成するシール７を、外方部材１と内方部材２の間に設ける。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アウトボード側端の外周に車輪取付用のフランジを有するハブ輪、および前記ハブ輪のインボード側端の外周に嵌合した内輪からなる内方部材と、この内方部材に形成された複列の軌道面に対向する複列の軌道面を有する外方部材と、両列の対向する軌道面間に介在した複列の転動体とを有し、車体に対して車輪を回転自在に支持する車輪用軸受装置であって、  前記車輪取付用のフランジが、円周方向の複数箇所に切欠状凹み部を有し、
前記外方部材のアウトボード側端が、内方部材の軌道面のアウトボード側縁よりもインボード側に位置するものとし、
前記外方部材と内方部材間の軸受空間のアウトボード側端を密封するシールを、前記外方部材のアウトボード側端の外周に嵌合させた環状のシール芯金と、このシール芯金に固着されて前記内方部材の外周に摺接するゴム状の弾性体とで構成したことを特徴とする車輪用軸受装置。
【請求項２】
請求項１において、前記複列の軌道面および転動体が、背面合わせのアンギュラ玉軸受型のものである車輪用軸受装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、前記切欠状凹み部は、前記車輪取付用のフランジに設けられた複数のボルト孔の配列のピッチ円よりも内径側まで凹むものとした車輪用軸受装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、前記外方部材の弾性体が摺接するスリンガを、前記内方部材の外周に嵌合させた車輪用軸受装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項において、前記内方部材の外周に形成された複列の軌道面のうち、アウトボード側の軌道面がハブ輪に直接形成された車輪用軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動車における小型車両用等の車輪用軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用部品では、燃費の向上のために軽量化が強く望まれており、車輪用軸受装置においても軽量化が求められる。特に、小型車、例えば排気量が１０００ｃｃクラスの乗用車や軽乗用車などの車輪用軸受装置では、作用荷重の割合にして、重量が重いものとなっており、軽量化の余地が大きい。
【０００３】
軽量化を図った提案例としては、図４に示すものがある。この車輪用軸受装置は、車輪取付用のフランジ３２を有するハブ輪２４と、そのインボード側端に嵌合した内輪２５と、これらハブ輪２４および内輪２５と外方部材２１の対向する軌道面２１ａ，２２ａ間に介在した複列のボール２３とでなる。上記構成において、ハブ輪２４の車輪取付用のフランジ３２を、円周方向の複数箇所に切欠状凹み部３９を有するものとすることで、軽量化が図られている。この車輪用軸受装置において、アウトボード側のシール２７は、外方部材２１の内径面に嵌合されている。この提案例と同様な車輪用軸受装置としては、例えば特許文献１に示されるものがある。
【特許文献１】特開２００３−９４９０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図４や特許文献１に示されるものは、車輪取付用のフランジ３２の円周方向の複数箇所に切欠状凹部３９を有するものとすることで、軽量化が図られているが、切欠状凹部３９の形成で軽量化を図るには強度上で限りがあり、ハブ輪の強度，寿命を確保しつつ、さらなる軽量化を図ることが望まれる。
【０００５】
また、軽乗用車等の小型車の車輪用軸受装置は、ボール２３の径が小さいため、シール２７の軸受径方向の断面高さを十分に確保することが難しい。確保するためには、外方部材２１の外径を大きくする必要があり、重量増となる。シール２７の断面高さを十分に得ずにシール性能を確保するには、シール構造を複雑にしたり、加工精度を上げるなどの何らかの処置が必要で、コスト高になる。
【０００６】
この発明の目的は、軽量化を高度に図ると同時に、アウトボード側のシールの断面高さを確保し、簡易な構成で優れた密封性能が得られるようにした車輪用軸受装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の車輪用軸受装置は、アウトボード側端の外周に車輪取付用のフランジを有するハブ輪、および前記ハブ輪のインボード側端の外周に嵌合した内輪からなる内方部材と、前記内方部材に形成された複列の軌道面に対向する複列の軌道面を有する外方部材と、両列の対向する軌道面間に介在した複列の転動体とを有し、車体に対して車輪を回転自在に支持する車輪用軸受装置であって、前記車輪取付用のフランジが、円周方向の複数箇所に切欠状凹み部を有し、前記外方部材のアウトボード側端が、内方部材の軌道面のアウトボード側縁よりもインボード側に位置するものとし、前記外方部材と内方部材間の軸受空間のアウトボード側端を密封するシールを、前記外方部材のアウトボード側端の外周に嵌合させた環状のシール芯金と、このシール芯金に固着されて前記内方部材の外周に摺接するゴム状の弾性体とで構成したことを特徴とする。
【０００８】
この構成によると、車輪取付用のフランジの円周方向の複数箇所に切欠状凹み部を設けたため、ハブ輪において強度上で過剰な箇所を少なくできて、強度，寿命を確保しつつ、ハブ輪の軽量化が得られる。また、外方部材のアウトボード側端を、内方部材の軌道面のアウトボード側縁よりもインボード側の位置となるように切り落とした形状としたため、外方部材についても軽量化が図れる。外方部材のアウトボード側端は、接触角を持つ場合など、軸受構造によっては強度上で不要な部分となる。従来のようにシールを外方部材の内径面に嵌合させる場合は、外方部材を内方部材の軌道面よりもアウトボード側へ長くする必要があるが、強度上では不要とできる。このような強度上で不要となる部分を省くことで、より軽量化が図れる。内方部材および外方部材のそれぞれにつき、上記のように軽量化を図るため、軽量化のための除肉部分が影響しあって強度低下を招くことが回避され、高度に軽量化を進めることができる。
【０００９】
外方部材のアウトボード側端を切り落とした形状としたことは、軽量化と同時に、シール芯金を配置する軸方向空間を、外方部材の端部と車輪取付用のフランジとの間に広く確保することに貢献できる。そのため、アウトボード側のシールを、外方部材の外周に嵌合させたシール芯金と、このシール芯金に固着された弾性体とで構成することが可能となる。このように、アウトボード側のシールを、外方部材の外周に嵌合させたシール芯金と、このシール芯金に固着された弾性体とで構成することで、外方部材の外径寸法を小さくしても、シールの軸受径方向の断面高さを十分に確保することができる。例えば、軽自動車等の小型車両用等の転動体径が小さな車輪用軸受装置においても、上記シールの断面高さを十分に確保できる。そのため、形状や精度上で無理なくシールが設計できて、簡易な構成のシールで優れた密封性能を得ることができる。
また、車輪取付用フランジの周方向複数箇所に切欠状凹み部が設けられていると、シール芯金を外方部材の外径面に嵌合させる作業に対して、作業空間が得易く、作業性が向上する。
このように、軽量化の促進と同時に、密封性能を高める効果が得られ、またシール取付作業性の向上や、コスト低下にもつながる。
【００１０】
前記複列の軌道面および転動体は、背面合わせのアンギュラ玉軸受型のものであっても良い。
アンギュラ玉軸受型であると接触角が生じるため、背面合わせの場合に、外方部材のアウトボード側の軌道面は、この軌道面を形成する円周溝の溝底付近までのもので済む。すなわち、内方部材の対向する軌道面のアウトボード側縁よりもインボード側までのもので足りる。外方部材のアウトボード側の端部は、軌道面の必要な幅が確保できれば良く、それよりも長くする強度上の必要性はない。このような不要部分を除くことで、軽量化が得られる。
【００１１】
この発明において、前記切欠状凹み部は、前記車輪取付用のフランジに設けられた複数のボルト孔の配列のピッチ円よりも内径側まで凹むものとしても良い。切欠状凹み部が上記ピッチ円よりも内径側まで凹むものとすることで、軽量化を高度に進めることができる。ピッチ円よりも内径側まで凹ませても、切欠状凹み部の形状等により、強度確保が図れる。
なお、切欠状凹み部の軸受軸心方向に沿う底面の断面形状は、例えばインボード側へ次第に凹みが深くなる断面形状としても良く、また軸心に平行な断面形状としても良い。ハブ輪の車輪取付用のフランジにおけるアウトボード側の面は、ブレーキパイロット等が設けられる部分であり、ブレーキパイロット径がある程度大きいため、切欠状凹み部を深く形成することは難しいが、上記車輪取付用のフランジのインボード側の面は、比較的に余裕があり、切欠状凹み部をインボード側でフレーキパイット径よりも内径側にすることで、より軽量化を図ることができる。
【００１２】
この発明において、前記外方部材の弾性体が摺接するスリンガを、前記内方部材の外周に嵌合させても良い。
スリンガを設けると、内方部材におけるシール摺動面がスリンガ表面となるため、スリンガに錆の発生し難い材質や表面処理がなされたものを用いることで、耐発錆性を向上させることができる。また、スリンガを設けると、スリンガの形状の選定により、グリース漏れや外部からの泥水，塵埃等の侵入する漏れ経路を長く得ることができる。例えば、スリンガを断面Ｌ字状とすることで、シールに対して、限られた空間内で径方向面と軸方向面とを得て、シールを接触させることができ、漏れ経路が長くできると共に、弾性体のリップの数を増やすことが容易となり、シール性を向上させることができる。
【００１３】
この発明において、前記内方部材の外周に形成された複列の軌道面のうち、アウトボード側の軌道面は、ハブ輪に直接形成されたものであっても良い。また、別体の内輪をハブ輪に圧入し、その内輪にアウトボード側の軌道面を形成しても良い。
アウトボード側の軌道面をハブ輪に直接形成した場合は、内輪を嵌合するためにハブ輪の外径を小径とする必要がなくて、ハブ輪の断面寸法を大きくでき、そのため、前記切欠状凹み部を深く成形しても、ハブ輪の強度確保が容易であり、軽量化が図り易い。
【発明の効果】
【００１４】
この発明の車輪用軸受装置は、車輪取付用のフランジが、円周方向の複数箇所に切欠状凹み部を有し、かつ前記外方部材のアウトボード側端が、内方部材の軌道面のアウトボード側縁よりもインボード側に位置するものとし、前記外方部材と内方部材間の軸受空間のアウトボード側端を密封するシールを、前記外方部材のアウトボード側端の外周に嵌合させた環状のシール芯金と、このシール芯金に固着されて前記内方部材の外周に摺接するゴム状の弾性体とで構成したため、軽量化を高度に図る同時に、アウトボード側のシールの断面高さを確保し、簡易な構成で優れた密封性能を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
この発明の第１の実施形態を図１および図２と共に説明する。図１の上半部は図２のＸ−Ｙ断面を示し、下半部はＸ−Ｘ断面を示す。この車輪用軸受装置は、軽自動車等の比較的小型の自動車用であって、従動輪支持用であり、背面合わせの複列のアンギュラ玉軸受形式とされている。
この車輪用軸受装置は、内周に複列の軌道面１ａ，１ｂを有する外方部材１と、この外方部材１よりもアウトボード側に位置する車輪取付用のフランジ１２を有しかつ前記複列の軌道面１ａ，１ｂに対向する軌道面２ａ，２ｂを有する内方部材２と、両列の対向する軌道面１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂ間に介在した転動体３とを有する。転動体３はボールからなり、各列毎に保持器６で保持されている。なお、この明細書において、車輪用軸受装置を車両に取付けた状態で、車幅方向の外側寄りとなる側をアウトボード側と言い、中央側となる側をインボード側と言う。図１においては、左側がアウトボード側であり、右側がインボード側である。
【００１６】
内方部材２は、上記車輪取付用のフランジ１２をアウトボード側端の外周に有するハブ輪４と、このハブ輪４のインボード側端の外周に嵌合した内輪５とでなり、これらハブ輪４および内輪５に上記各列の軌道面２ａ，２ｂが形成されている。ハブ輪４は、インボード側の端部の外周に内輪嵌合面４ｂを有し、この内輪嵌合面４ｂに前記内輪５が嵌合する。ハブ輪４の内輪嵌合面４ｂのさらにインボード側端は、内輪５の幅面を押し付けるフランジ状の加締部４ｃとされており、この加締部４ｃにより内輪３が軸方向に締め付け固定される。
【００１７】
ハブ輪４の車輪取付用のフランジ１２には、外周部に複数本のボルト孔１４が形成され、ハブボルト１５が挿通される。フランジ１２には、ブレーキロータを介してホイール（いずれも図示せず）が重ねられ、その重なり状態で上記ハブボルト１５およびナット（図示せず）により取付けられる。
【００１８】
外方部材１は、外径面に車体取付用のフランジ１３が設けられ、フランジ１３の外周部に複数のボルト挿通孔２６が周方向に分配して形成されている。外方部材１は、ボルト挿通孔２６を貫通するナックルボルト（図示せず）により、車体側の懸架装置におけるナックル（図示せず）にフランジ１３が取付けられる。
【００１９】
外方部材１は、そのアウトボード側端１ｃが、内方部材２の軌道面２ａのアウトボード側縁２ａａよりもインボード側に位置するように短く形成されている。詳しくは、外方部材１のアウトボードの軌道面１ａは円弧溝に形成されているが、アンギュラ玉軸受型であって接触角が生じており、またアウトボード側が正面となるため、軌道面１ａとして必要な部分は上記円弧溝の底部付近よりもインボード側の部分のみである。外方部材１のアウトボード側端は、この軌道面１ａとして必要な部分よりもアウトボード側の部分を省略した形状、つまり切り落とした形状とされている。外方部材１における省略する部分は、軌道面１ａとして必要な部分よりもアウトボード側の部分の全体であっても良く、また一部を残しても良いが、内方部材２の軌道面２ａのアウトボード側縁２ａａよりもインボード側に上記アウトボード側端１ｃが位置するようにすることが好ましい。
【００２０】
ハブ輪４のアウトボード側の軌道面２ａよりもアウトボード側の外径面部分は、軌道面２ａの近傍部分が円筒面状部２ｄとされ、この円筒面状部２ｄからアウトボード側へ次第に拡径する円弧状断面の拡径部分２ｅが続き、この拡径部分２ｅから車輪取付用のフランジ１２の基端部付近の側面が続く。
外方部材１のアウトボード側端１ｃは、車輪取付用のフランジ１２における基端部付近の側面に対向する。
【００２１】
外方部材１には、外方部材１と内方部材２間の軸受空間のアウトボード側端を密封するシール７が取付けられている。シール７は、外方部材１のアウトボード側端の外周に嵌合させた環状のシール芯金８と、このシール芯金８に一体に固着されてハブ輪３の外周に摺接するゴム状の弾性体９とで構成される。なお、インボード側には図示されていないが外方部材１の開口にキャップを取付けることにより密封してもよいし、外方部材１の円周と内輪５との間にいわゆるパックシールを設けて密封してもよい。
【００２２】
シール芯金８は、外方部材１の外周面に嵌合する筒部８ａと、外方部材１の端面に当接する平板状の中間板部８ｂと、この中間板部８ｂの内径側端から内径側へ斜めアウトボード側に延びる傾斜部８ｃとを有する。傾斜部８ｃの先端は内径側へ折れ曲がった折曲り部８ｃａを有している。
弾性体９は、ゴムまたは合成樹脂等からなり、シール芯金８の傾斜部８ｃに加硫接着等により一体に固着されている。弾性体９は、軸受空間に対して互いに内外に位置する複数のシールリップ９ａ，９ｂを有し、最内側のシールリップ９ａは軸受空間の内側へ、他のシールリップ９ｂは軸受空間の外側へそれぞれ先端が延びている。最内側のシールリップ９ａは、ハブ輪４における上記円筒状面部２ｄに接触し、外側のシールリップ９ｂは拡径部２ｅに接触する。
【００２３】
内方部材２の車輪取付用のフランジ１２は、図２に示すように、円周方向の複数箇所に切欠状凹み部１８を有している。換言すれば、上記フランジ１２は、上記切欠状凹み部１８の間の部分からなる複数本の放射状のリブ１２ａにより、外周部分が形成されている。各リブ１２ａに上記ボルト孔１４（図２には図示を省略）が設けられる。
【００２４】
切欠状凹み部１８は、その底部がアウトボード側端よりもインボード側端の方が深く凹んだ形状とされている。この切欠状凹み部１８の底部の最深部は、車輪取付用のフランジ１２に設けられた複数のボルト孔１４の配列のピッチ円りも内径側に達し、インボード側ではフランジ１２のアウトボード側にあるブレーキパイロット部１６よりも内径側に達している（図１参照）。この切欠状凹み部１８の最も深い径方向位置は、ハブ輪４の軌道面２ａの肩部または肩部の付近まで達するようにしても良いが、上記拡径部分２ｅよりも外径側とすることが好ましい。また、切欠状凹み部１８の底部は、インボード側端におおいて、各リブ部１２ａ間の円周方向の中央が最も深く、リブ部１２ａに近づくに従って浅くなる形状とされている。
【００２５】
外方部材１の車体取付用のフランジ１３も、図２に示すように円周方向の複数箇所に切欠状凹み部１９を有し、上記フランジ１３は、上記切欠状凹み部１９の間の部分からなる複数本の放射状のリブ１３ａにより、外周部分が形成されている。各リブ１３ａに上記ボルト挿通孔２６が設けられる。
【００２６】
図１において、内方部材２におけるハブ輪４のアウトボード側の端面には、上記ブレーキロータ（図示せず）の内径面を案内するブレーキパイロット部１６が突出して設けられている。このブレーキパイロット部１６からさらに突出して、前記ホイール（図示せず）を案内するホイールパイロット部１７が設けられている。ホイールパイロット部１７は、軽量化のため、円周方向に間隔を開けて並ぶ複数個の分割パイロット部に分割されている。
ハブ輪４のアウトボード端面の中央には、軽量化のための凹部２０が、軌道面２ａの軸方向位置付近の深さまで設けられている。凹部２０は、ハブ輪４のアウトボード側部分がカップ状となる断面形状に形成されている。
【００２７】
この構成の車輪用軸受装置によると、ハブ輪４の車輪取付用フランジ１２に上記切欠状凹み部１８を設けたため、車輪用軸受装置の軽量化が図れる。切欠状凹み部１８は、必要強度を確保した上で、車輪取付用のフランジ１２に設けられた複数のボルト孔１４の配列のピッチ円ＰＣＤよりも内径側まで凹むものとすることが可能である。このように深く切欠状凹み部１８を形成することで、できるだけ無駄な材料を省いて軽量化を高度に図ることができる。
【００２８】
また、外方部材１のアウトボード端１ｃを、軌道面１ａの近傍で切り落とした位置となるように外方部材１を形成したため、シール芯金８を配置する軸方向空間を、外方部材１の端部１ｃと車輪取付用のフランジ１２との間に広く確保でき、かつこれと同時に軽量化を達成することができる。
すなわち、この実施形態におけるように、アンギュラ玉軸受型であると接触角が生じるため、背面合わせの場合に、外方部材１のアウトボード側の軌道面１ａは、この軌道面１ａを形成する円周溝の溝底付近までのもので済む。外方部材１のアウトボード側の端部１ｃは、軌道面１ａの必要な幅が確保できれば良く、それよりも長くする強度上の必要性はない。シールを従来のように外方部材の内径面に嵌合させる場合は、外方部材を軌道面よりも長くする必要があるが、この実施形態のように外方部材１の外周にシール芯金８を嵌合させる構成では、外方部材１をアウトボード側に長く突出させる必要はない。このような強度上の不要部分を除くことで、軽量化が得られる。
【００２９】
アウトボード側のシール７は、外方部材１の外周に嵌合させたシール芯金８とこのシール芯金８に固着された弾性体９とで構成したため、外方部材１の外径寸法を小さくしても、シール７の軸受径方向の断面高さを十分に確保することができる。外方部材１のアウトボード端１ｃを上記のように短くしたため、このような外方部材１の外周に嵌合させたシール芯金８を用いることが可能になる。これにより、軽自動車等の転動体３の径が小さな車輪用軸受装置においても、シール７の断面高さを十分に確保できる。そのため、形状や精度上で無理なくシール７が設計できて、簡易な構成のシール７で優れた密封性能を得ることができる。したがって、シール７の設置上で外方部材１を大径化する必要がなくて、軽量化と密封性能とが両立でき、またコスト低下にもつながる。
【００３０】
図３は、この発明の他の実施形態を示す。この実施形態は、図１，図２に示す第１の実施形態において、外方部材１のシール７における弾性体９が摺接するスリンガ２５を、内方部材２のハブ輪４の外周に嵌合させたものである。スリンガ２５は、金属板のプレス成形品等からなり、円筒部２５ａと立板部２５ｂとからなる断面Ｌ字状とされている。スリンガ２５の材質としては、ステンレス鋼等の錆の発生し難い材質が選定され、あるいは鋼板に防錆用の表面処理を施したものが用いられる。シール７の弾性体９は、上記２つのシールリップ９ａ，９ｂよりも外側に位置するサイド側のシールリップ９ｃを有し、このサイド側シールリップ９ｃがスリンガ２５の立板部２５ｂ接する。ラジアル側の上記シールリップ９ａ，９ｂは、スリンガ２５の円筒部２５ａに接する。
【００３１】
この構成のようにスリンガ２５を設けると、内方部材２におけるシール摺動面がスリンガ２５となるため、スリンガ２５に錆の発生し難い材質や表面処理がなされたものを用いることで、耐発錆性を向上させることができる。また、この実施形態におけるような断面Ｌ字状のスリンガ２５を設けると、シール７に対して、限られた空間内で径方向面と軸方向面とを得て、シール７を接触させることができ、漏れ経路が長くできると共に、弾性体９のシールリップの数を増やすことが容易となり、シール性をより一層向上させることができる。この実施形態におけるその他の構成，効果は、第１の実施形態と同様である。
【００３２】
なお、前記各実施形態では、いずれもハブ輪４の外周にアウトボード側の軌道面２ａを形成したが、別体の内輪（図示せず）をハブ輪に圧入し、その内輪の外周にアウトボード側の軌道面を形成しても良い。転動体５は、ボールの他に、円すいころであっても良い。また、前記各実施形態では、従動輪タイプを示したが、駆動輪タイプであっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】この発明の第１の実施形態にかかる車輪用軸受装置の断面図である。
【図２】同車輪用軸受装置をインボード側から見た概略側面図である。
【図３】この発明の他の実施形態にかかる車輪用軸受装置の断面図である。
【図４】従来例の断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１…外方部材
１ａ，１ｂ…軌道面
１ｃ…アウトボード側の端部
２…内方部材
２ａ，２ｂ…軌道面
３…転動体
４…ハブ輪
５…内輪
７…シール
８…シール芯金
９…弾性体
９ａ〜９ｃ…リールリップ
１２…車輪取付用のフランジ
１３…車体取付用のフランジ
１４…ボルト孔
１８…切欠状凹み部
２５…スリンガ
ＰＣＤ…ピッチ円
【図１】
2005061616.tif 000003
【図２】
2005061616.tif 000004
【図３】
2005061616.tif 000005
【図４】
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